无锡碳纤维布加固施工单位

碳纤维布可分别用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。应用较普遍的碳纤维主要是聚丙烯腈碳纤维和沥青碳纤维。碳纤维的制造包括纤维纺丝、热稳定化（预氧化）、碳化、石墨化等4个过程。其间伴随的化学变化包括，脱氢、环化、预氧化、氧化及脱氧等。

从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化，碳化收率低，技术难度大、设备复杂，产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用；由沥青制取碳纤维，原料来源丰富，碳化收率高，但因原料调制复杂、产品性能较低，亦未得到大规模发展；由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维，其生产工艺较其它方法简单力学性能优良，自20世纪60年代后在碳纤维工业发展良好。

聚丙烯腈碳纤维布是以聚丙烯腈纤维为原料制成的碳纤维，主要作复合材料用增强体。无论均聚或共聚的聚丙烯腈纤维都能制备出碳纤维。为了制造出高性能碳纤维并提高生产率，工业上常采用共聚聚丙烯腈纤维为原料。对原料的要求是：杂质、缺陷少；细度均匀，并越细越好；强度高，毛丝少；纤维中链状分子沿纤维轴取向度越高越好，通常大于80%；热转化性能好。

生产中制取聚丙烯腈纤维布的过程是：先由丙烯腈和其他少量第二、*三单体（丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等）共聚生成共聚聚丙烯腈树脂（分子量**6到8万），然后树脂经溶剂（硫氰酸钠、二甲基亚矾、硝酸和氯化锌等）溶解，形成粘度适宜的纺丝液，经湿法、干法或干湿法进行纺丝，再经水洗、牵伸、干燥和热定型即制成聚丙烯腈纤维。若将聚丙烯腈纤维直接加热易熔化，不能保持其原来的纤维状态。制备碳纤维时，首先要将聚丙烯腈纤维放在空气中或其他氧化性气氛中进行低温热处理，即预氧化处理。预氧化处理是纤维碳化的预备阶段。一般将纤维在空气下加热至约270℃，保温0.5h到3h，聚丙烯腈纤维的颜色由白色逐渐变成黄色、棕色，最后形成黑色的预氧化纤维。是聚丙烯腈线性高分子受热氧化后，发生氧化、热解、交联、环化等一系列化学反应形成耐热梯型高分子的结果。再将预氧化纤维在氮气中进行高温处理1600℃的碳化处理，则纤维进一步产生交联环化、芳构化及缩聚等反应，并脱除氢、氮、氧原子，最后形成二维碳环平面网状结构和层片粗糙平行的乱层石墨结构的碳纤维。

比铝还要轻，比钢还要硬，比重是铁的1/4，强度是铁的10倍，这就是世界范围内炙手可热高科技材料碳纤维。随着其用途日益多样化、核心化，****航空、体育休闲和工业应用中碳纤维替代钢铁广泛采用。

由于碳纤维布复合材料密度低、刚性好合强度高，成为一种先进的**材料。我国对碳/碳烧蚀材料相关的科技问题进行了深入地研究，其研究成果已在导弹发射管、固体火箭发动机壳体、卫星和飞船上等得到应用。

碳纤维布的特点及力学性能碳纤维是具有优越的物理力学性能的新材料，也是目前性能较好，用途较多的增强纤维。在土木工程结构补强中，使用较多的碳纤维增强塑料是碳纤维片材。目前，在我国应用较多的是日本生产的碳纤维片。这种碳纤维片有单向片、单向预浸片、单向织布、双向织布等。CFRP增强塑料是指预浸料碳纤维（CF），其性能指标包括在物理力学性能方面要求其抗拉强、弹性模量、延伸率等，在施工性和使用耐久性方面主要要求其密度、浸透性、均匀度、耐腐蚀性等指标要求。碳纤维增强塑料的强度是普通建筑钢材的十几倍，弹性模量与建筑钢材在同一水平上并略高，较大可达钢材的两倍左右，一层碳纤维板的补强效果相当于4-8层碳素纤维布，能取得良好的补强效果,具有良好的耐久性和耐腐蚀性。

即将在美国加州举办的碳纤维行业国际会议已经确定以“2012年，迈向未来的**碳纤维材料市场”作为会议的主题。碳纤维是指含碳量大于90%的纤维材料，被广泛应用于各个领域，尤其是航空**等高端领域。目前，碳纤维已是国际公认的*二代复合材料中的关键材料，也是目前国际新材料领域发展前景较被看好的材料之一。　　据美国行业媒体《复合材料世界》报道，2005年，**碳纤维市场仅为9亿美元，而今年可望达到或**过100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用也将进入全新的时代。

碳纤维布加固：碳纤维布加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。 碳纤维布加固具有以下特点： 1.抗拉强度高，是Ⅱ级钢筋的10倍以上。 2.轻质、柔软、易粘贴、质量易于保证，不增加结构自重及截面尺寸。 3.广泛应用于梁、柱、剪力墙、板的加固，特别适用于各类曲面结构。 4.耐久性好,耐酸、碱、盐及大气环境腐蚀。 5.可提高柱延性（抗震能力）2至4倍，提高梁、板的弯能力30%至**；增强梁、柱抗剪能力30%至80%；提高柱、墙承压能力20%至50%。 

应用目前技术进行加固，只需要用**结构胶粘剂将碳纤维片粘贴到混凝土构件的表面即可。因此，它比其他加固技术具有更加广泛的应用价值。由于碳纤维贴片对构件重量的增加几乎可以忽略不计，因此，这种加固方法不会对构件施加额外的荷载。碳纤维片材加固施工作业指导书 一编制依据 ：工程设计图纸 ，《混凝土结构加固技术规范》（CECS25：90） ，《建筑现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-88），《建筑工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93），《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） ，《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》（CECS 146:2003）。 

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碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。

碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚，但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展

现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，亟需进行维修、加固。

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。

　　(1)抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍。

　　(2)重量轻，密度只有普通钢材的1/4。

　　(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

　　(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。

　　(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

 工艺原理：将抗拉强度较高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向连续纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

工艺流程可以归纳为：施工准备-砼表面处理-涂刷底胶-构件表面残缺面修补-粘贴碳纤维-表面养护-找平材料配置-底层或树脂配制-浸渍树脂配制。

操作要点

　　1． 混凝土表面处理

　　1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

　　2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。

　　3 裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

　　4 打磨：将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面尽量平顺。

　　5 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

　　2． 缺陷部位涂刷底胶

　　将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。

　　3． 构件表面残缺面的修补

　　用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，要点如下：

　　1 腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。

　　2 构件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，要在气温-5℃以上，相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。

　　4． 涂刷底胶

　　将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

　　5． 粘贴碳纤维

　　粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH>85%时，如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料，每段长度一般以不**过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。

目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。